Несмотря на то, что уран-плутониевый ядерный топливный цикл (ЯТЦ) ещё долгое время будет оставаться основным источником энергии, торий-урановый цикл рассматривается как перспективная альтернатива в долгосрочной перспективе. Особенно это актуально для регионов, обладающих значительными запасами торийсодержащих руд. Th-U цикл обладает рядом преимуществ, которые связаны с особенностями физики ядерных реакторов и характеристиками топливных элементов.
Преимущества и особенности Th-U цикла
Одним из ключевых преимуществ является существенно более низкое содержание трансплутониевых элементов в облучённом уран-ториевом топливе. Это приводит к тому, что в начальный период после выгрузки из реактора уровни радиоактивности отходов оказываются на два-три порядка ниже по сравнению с отходами U-Pu цикла. Однако важно отметить, что при очень больших временных интервалах (порядка 104 лет и более) токсичность отходов Th-U цикла становится сравнимой или даже может превышать аналогичный показатель для уран-плутониевого цикла.
Технологические вызовы и требования безопасности
Внедрение Th-U цикла сопряжено с определёнными технологическими сложностями. Главная из них связана с образованием изотопа уран-232 (U-232) и его дочерних продуктов распада. Цепочка распада U-232 характеризуется мощным гамма-излучением высокой энергии (2,6 МэВ), которое испускается при распаде таллия-208 (Tl-208) в стабильный свинец-208 (Pb-208).
Наличие такого интенсивного излучения предъявляет жёсткие требования к безопасности. Все операции с конечными продуктами переработки облучённого ториевого топлива, особенно на стадии рефабрикации, должны проводиться исключительно с использованием надёжной биологической защиты и систем дистанционного управления. Это необходимо для полного исключения радиационного воздействия на персонал.